轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)控制基礎(chǔ)及工藝

自動(dòng)控制知識(shí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)是指在表征生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、物位等狀態(tài)參數(shù)作為被控對(duì)象的系統(tǒng)。包括：常規(guī)過程控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)當(dāng)前第1頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)儀表基本常識(shí)之誤差一、測(cè)量誤差1、按誤差數(shù)值表示方法可分為：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差；絕對(duì)誤差=測(cè)量值-真值。相對(duì)誤差=絕對(duì)誤差/儀表示值*100%引用誤差=絕對(duì)誤差/量程*100%儀表精度等級(jí)是根據(jù)引用誤差來劃分的2、按誤差出現(xiàn)規(guī)律可分為：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、誤差；系統(tǒng)誤差又稱規(guī)律誤差，其大小和符號(hào)均不改變或按一定規(guī)律變化。隨機(jī)誤差又稱偶然誤差。疏忽誤差又叫粗差。

當(dāng)前第2頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)儀表的質(zhì)量指標(biāo)

準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度等級(jí)：準(zhǔn)確度是指測(cè)量結(jié)果和實(shí)際值的一致程度。

準(zhǔn)確度等級(jí)是儀表按準(zhǔn)確度高低分成的等級(jí)。它決定儀表在標(biāo)準(zhǔn)條件下的誤差限，也就是儀表基本誤差的最大允許值。準(zhǔn)確度習(xí)慣上又稱精確度或精度，準(zhǔn)確度等級(jí)也稱精確度等級(jí)或精度等級(jí)當(dāng)前第3頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)儀表分類凡是用來直接或間接將被測(cè)參數(shù)和測(cè)量單位作比較的設(shè)備，均稱為測(cè)量?jī)x表。其分類有以下幾種：1、按被測(cè)參數(shù)不同，可分為：壓力測(cè)量?jī)x表、物位測(cè)量?jī)x表、流量測(cè)量?jī)x表、溫度測(cè)量?jī)x表、成分分析儀表等。2、按顯示方式：可分為指示式、指示記錄、累積式、數(shù)字式和屏幕式等。當(dāng)前第4頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)儀表分類按用途不同可分為：標(biāo)準(zhǔn)儀表、實(shí)驗(yàn)室用儀表和工業(yè)用儀表。按裝置地點(diǎn)不同可分為就地安裝儀表和盤裝儀表。其基本組成大致可分為：檢測(cè)變換部分、傳送部分和顯示部分。當(dāng)前第5頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)壓力測(cè)量壓力就是垂直作用在單位面積上的作用力。P=F/S壓力單位有：1、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:2、工程大氣壓：kgf/cm23、帕斯卡:Pa，kPa，MPa，4、毫米水柱、汞柱:mmH2O、mmHg;當(dāng)前第6頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)壓力測(cè)量在壓力測(cè)量中常有大氣壓力、絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力之分。

P表壓力=P絕對(duì)壓力-P大氣壓力

P表壓力<0時(shí)，則稱為負(fù)壓壓力測(cè)量?jī)x表分類有以下幾種：1、液柱式：U形管2、彈性式：薄膜式壓力表、彈簧管壓力表3、電氣式：電容式Rosement1151S、3051擴(kuò)散硅式EJA120\430、硅電阻Honeywell3000當(dāng)前第7頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)流量測(cè)量?jī)x表流量是指：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過管道某一截面的流體數(shù)量?？煞譃轶w積流量和質(zhì)量流量常用單位有：m3/h、l/min、t/h、Nm3/h流量?jī)x表檢測(cè)原理有：差壓式、頻率式、電磁式等。新轉(zhuǎn)爐用到的流量計(jì)有：孔板、彎管流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì)、威力巴流量計(jì)、旋進(jìn)式流量計(jì)、電磁流量計(jì)當(dāng)前第8頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x表溫度是衡量物體冷熱和諧的一個(gè)物理量。常用溫標(biāo)有華氏溫度、攝氏溫度和開氏溫度。測(cè)量方法有：熱電偶、熱電阻、非接觸式。熱電偶、快速熱電偶、熱電阻Pt100、連續(xù)測(cè)溫表等。配套儀表有：測(cè)溫表具體有：鐵水處理、爐前、吹氬、精煉爐、中間包、鋼坯表面。當(dāng)前第9頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)物位測(cè)量測(cè)量方式有靜壓式、雷達(dá)、超聲波、核輻射式等。如：?jiǎn)畏ㄌm變送器、雙室平衡容器、雷達(dá)、光纖柜位計(jì)、超聲波水位計(jì)等。當(dāng)前第10頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)稱重設(shè)備電子衡器的組成：承重和傳力機(jī)構(gòu)稱重傳感器測(cè)量和顯示新轉(zhuǎn)爐主要測(cè)量點(diǎn)有：氧槍稱重、散裝料稱重、廢鋼秤、鐵合金小車、鐵水包、鋼水行車、鋼包。當(dāng)前第11頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)工業(yè)自動(dòng)化化

現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化化系統(tǒng)一般可分為：基礎(chǔ)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化和管理自動(dòng)化。一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)為設(shè)備級(jí)控制，包括檢測(cè)儀表及控制、電力等傳動(dòng)系統(tǒng)控制和監(jiān)控。二級(jí)過程自動(dòng)化是在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上又增加一些控制和管理功能。三級(jí)管理自動(dòng)化又分為總廠經(jīng)營(yíng)管理和分廠管理。

當(dāng)前第12頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)特點(diǎn)

過程自動(dòng)化(或生產(chǎn)控制級(jí))計(jì)算機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為分級(jí)控制和分散控制以及多機(jī)系統(tǒng)；應(yīng)有與上位生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)相聯(lián)的接口，對(duì)下應(yīng)與基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)相聯(lián)等。當(dāng)前第13頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)設(shè)置過程自動(dòng)化和生產(chǎn)控制級(jí)計(jì)算機(jī)的作用和目的為：

1、優(yōu)化全生產(chǎn)線生產(chǎn)過程，提高綜合效益；

2、控制優(yōu)良過程的再現(xiàn)性，為整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高質(zhì)量和高效益提供手段；3、滿足多煉鋼、全量鐵水預(yù)處理和全連鑄等新工藝及產(chǎn)品方案系列鋼種生產(chǎn)的需要；

4、提高產(chǎn)量、產(chǎn)品合格率和金屬收得率以及節(jié)能降耗并延長(zhǎng)設(shè)備壽命；

當(dāng)前第14頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)5、改善勞動(dòng)條件、節(jié)省人力提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；6、提供近期和歷史數(shù)據(jù)，以提高質(zhì)量分析技術(shù)和生產(chǎn)管理水平。

當(dāng)前第15頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)功能

生產(chǎn)管理。包括吹煉命令輸入，出鋼和鋼包計(jì)劃輸入，生產(chǎn)作業(yè)狀況顯示和傳送及各種報(bào)表及考核等。跟蹤。通過質(zhì)計(jì)處信息管理系統(tǒng)對(duì)鐵水預(yù)處理、爐外精煉、樣品分析中心過程計(jì)算機(jī)對(duì)鐵水、廢鋼、鋼水、鋼坯等的成份、重量跟蹤。

當(dāng)前第16頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)功能設(shè)定控制。如參考模型手動(dòng)輸入控制吹氧流量控制、氧槍高度控制、副原料裝入控制、底吹控制等。轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)控制。根據(jù)初始裝料（鐵水和廢鋼）條件計(jì)算好副原料加料和底吹供氣模型。參考模型手動(dòng)輸入控制。主原料計(jì)算及副原料管理。當(dāng)前第17頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介可分為：下位機(jī)：PLC控制上位機(jī)：工業(yè)監(jiān)控當(dāng)前第18頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)PLC控制系統(tǒng)PLC主要有：ABB、SIEMENS、GE、MODICON等。轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)用GE，連鑄與熱送用SIEMENS。GE簡(jiǎn)介：當(dāng)前第19頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)工業(yè)監(jiān)控軟件常用的有：西門子：WinCC；GE:iFix；SimplesityAB:eView；intouch；北京亞琛：組態(tài)王；

當(dāng)前第20頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)GE90-3032640輸入/32640輸出模擬量2048輸入/2048輸出開關(guān)量240K程序代碼空間.22ms/K程序代碼3-5ms每個(gè)閉環(huán)刷新間隔

當(dāng)前第21頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)HotStandby90-70PLCETHERNET(TCP/IP)iFixHMI數(shù)學(xué)模型Alpha/VMSC++編程工具包EGD/SRTPDCS工程師站W(wǎng)eb服務(wù)器瀏覽站PA70DCSInnovationControllerVersaMaxPLCSDBGEToolBoxProfibus/Genius/DevivenetProfibus/Genius/D-LanVME底板總線加熱爐控制軋線控制分散I/OMCC交直流傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn):1.開放的WindowsNT或VMS操作系統(tǒng)2.VME總線控制器3.GE專有的數(shù)學(xué)模型4.提供NT或VMS平臺(tái)上的C++開發(fā)工具,允許用戶自建的數(shù)學(xué)模型與控制器完成EGD/SRTP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊GETotalSolutionGE工業(yè)系統(tǒng)集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問層網(wǎng)際層(IP)TCP/UDPSRTP/EGDTCP/IP應(yīng)用層協(xié)議以太網(wǎng)以太網(wǎng)通訊,模型當(dāng)前第22頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)OpenProcess的遠(yuǎn)程訪問技術(shù)GE工業(yè)系統(tǒng)集團(tuán)電話線遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)VIEWERS(瀏覽站)工程師站(服務(wù)器)Plant-WideNetwork廠區(qū)局域網(wǎng)WindowsNTRASServer遠(yuǎn)程撥號(hào)訪問IE4.0/NetscapeViewer或PA-70遠(yuǎn)程訪問監(jiān)控流程圖當(dāng)前第23頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)新轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)新轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)按PLC的CPU分包括：1、轉(zhuǎn)爐本體；2、汽化系統(tǒng)；3、二次除塵；4、上料系統(tǒng)；5、吹氬站；6、五萬氣柜；7、水處理系統(tǒng)；當(dāng)前第24頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)新轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)7、精煉爐系統(tǒng)；8、鐵水預(yù)處理；9、連鑄系統(tǒng)；10、鑄坯熱送；以下分述：當(dāng)前第25頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)本體流程圖當(dāng)前第26頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)轉(zhuǎn)爐本體之電氣控制轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)的連鎖控制。轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制。轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)位置控制。底吹系統(tǒng)控制。氧槍升降位置系統(tǒng)的連鎖控制。氧槍橫移小車行走和鎖定裝置的控制。氧槍鋼絲繩張力保護(hù)控制。

當(dāng)前第27頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)轉(zhuǎn)爐本體之電氣控制爐后合金加料設(shè)施的控制。擋火門和擋渣塞的控制。渣車系統(tǒng)控制。振動(dòng)給料機(jī)的控制。電磁閥的控制。溶劑稱量斗及集中斗稱量控制。其他輔助設(shè)備控制。

當(dāng)前第28頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)當(dāng)前第29頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)轉(zhuǎn)爐本體之電氣控制當(dāng)前第30頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)轉(zhuǎn)爐本體儀表檢測(cè)與控制轉(zhuǎn)爐頂吹系統(tǒng)之檢測(cè)點(diǎn)有●

鋼水溫度測(cè)量●

氧氣總管壓力、流量、溫度測(cè)量●

氧氣壓力調(diào)節(jié)●

氧氣調(diào)節(jié)閥前后壓力測(cè)量●

氧氣快速切斷閥后壓力測(cè)量●

氧槍鋼絲繩張力測(cè)量●

氧槍槍位測(cè)量●

氧槍連鎖控制當(dāng)前第31頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)轉(zhuǎn)爐本體之檢測(cè)點(diǎn)●氧槍冷卻水總管壓力、溫度測(cè)量●氧槍冷卻水進(jìn)水支管壓力、溫度、流量測(cè)量●

氧槍冷卻水回水支管壓力、流量測(cè)量●

氧槍冷卻水回水溫度測(cè)量●

氧槍冷卻水進(jìn)出水溫差測(cè)量●

爐口進(jìn)出水溫差、流量測(cè)量●

耳軸進(jìn)出水溫差、流量測(cè)量●

低壓水流量、壓力測(cè)量當(dāng)前第32頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)轉(zhuǎn)爐本體之檢測(cè)點(diǎn)●氮?dú)饪偣軌毫?、流量測(cè)量●

濺渣護(hù)爐氮?dú)饬髁俊毫y(cè)量●

氮?dú)饪偣軌毫φ{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐稀油站系統(tǒng)●

稀油箱稀油液位測(cè)量●

稀油箱稀油壓力測(cè)量●

稀油箱稀油溫度測(cè)量當(dāng)前第33頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)轉(zhuǎn)爐本體之檢測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)爐底吹系統(tǒng)●

底吹氬氣,氮?dú)饪偣軌毫?，流量測(cè)量●

底吹氬氣，氮?dú)庵Ч軌毫?，流量測(cè)量●

底吹氬氣，氮?dú)饪偣軌毫φ{(diào)節(jié)●

底吹氬氣，氮?dú)庵Ч芰髁空{(diào)節(jié)當(dāng)前第34頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)轉(zhuǎn)爐本體之檢測(cè)點(diǎn)●底吹氬氣，氮?dú)夥种Э偣軌毫φ{(diào)節(jié)●底吹氬氣，氮?dú)夥种Э偣軌毫?、溫度、流量測(cè)量●底吹氬氣，氮?dú)馇袚Q控制

當(dāng)前第35頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)流程圖當(dāng)前第36頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)吹氬站系統(tǒng)控制振動(dòng)給料機(jī)稱量小車電振動(dòng)給料機(jī)吹氬槍升降電機(jī)當(dāng)前第37頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)吹氬站系統(tǒng)檢測(cè)

●

氬氣壓力測(cè)量、控制●

氬氣流量測(cè)量●

鋼包鋼水溫度測(cè)量●

鐵合金稱量●

廢鋼稱量當(dāng)前第38頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)流程圖當(dāng)前第39頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)煙氣凈化主要完成功能：一次煙氣冷卻系統(tǒng)：活動(dòng)煙罩升降控制。冷卻水泵的控制。排氣閥、排水閥控制。一次煙氣凈化系統(tǒng)：電磁閥的控制。電動(dòng)閥的控制。冷卻水泵的控制。潤(rùn)滑站的控制。

當(dāng)前第40頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)煙氣凈化煙氣凈化●

煙氣成份(CO、O2)分析●

一文進(jìn)口煙氣溫度測(cè)量●

二文進(jìn)、出口煙氣溫度測(cè)量●

一文、二文進(jìn)出口差壓測(cè)量●

偶合器供、排油溫度測(cè)量●

引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口煙氣溫度、壓力測(cè)量●

引風(fēng)機(jī)、電機(jī)軸承溫度測(cè)量當(dāng)前第41頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)煙氣凈化汽化冷卻系統(tǒng)●

鍋筒壓力，水位測(cè)量、控制●

蓄熱汽包壓力及水位測(cè)量、控制●

給水壓力測(cè)量●

給水流量測(cè)量及控制●

蒸汽壓力，流量測(cè)量●

工業(yè)水壓力，流量測(cè)量當(dāng)前第42頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)煙氣凈化當(dāng)前第43頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)二次除塵系統(tǒng)

●

除塵器進(jìn)、出口壓力測(cè)量●

煙氣流量測(cè)量●

引風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口壓力測(cè)量●

引風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口溫度測(cè)量●

液力偶合器供排油溫度測(cè)量●

除塵器進(jìn)口摻冷風(fēng)控制●

支管煙氣閥門控制

當(dāng)前第44頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)流程圖當(dāng)前第45頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)上料系統(tǒng)l

散裝料系統(tǒng)PLC主要功能：振動(dòng)給料機(jī)的控制。上料皮帶機(jī)的控制。卸料小車行走的控制。其他輔助設(shè)施的控制。其他輔助設(shè)備的控制。

●高位料倉料位測(cè)量

當(dāng)前第46頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)流程圖當(dāng)前第47頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)氣柜系統(tǒng)主要包括煤氣柜、煤氣加壓站系統(tǒng)煤氣柜油泵及氣閥控制。煤氣加壓機(jī)控制。煤氣進(jìn)出口閥的調(diào)節(jié)。流量、壓力、溫度、液位、一氧化碳等的數(shù)據(jù)采集。與轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的聯(lián)系信號(hào)。

當(dāng)前第48頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)氣柜系統(tǒng)5×104m3干式煤氣柜●

進(jìn)柜煤氣壓力、流量檢測(cè)●

進(jìn)柜煤氣溫度檢測(cè)●

柜內(nèi)煤氣壓力檢測(cè)●

柜內(nèi)煤氣溫度檢測(cè)●

氣柜煤氣儲(chǔ)量檢測(cè)●

活塞上部CO含量檢測(cè)●

活塞傾斜度檢測(cè)當(dāng)前第49頁\共有57頁\編于星期二\14點(diǎn)活塞